Способ осаждения слоев теллурида цинка Советский патент 1984 года по МПК H01L21/20 

ВПТБ

Изобретение относится к технологии материалов твердотельной элект роники, а точнее к технологии осаждения тонких полупроводниковых слоев, и может быть использовано при изготовлении фотоэлектронных полупроводниковых приборов, в оптоэлектронике и микроэлектронике (для видиконов, фотоприемников, в электрофотографии).

Известны способы осаждения слоев теллурида цинка термическим напьшенйем в вакууме, сэндвич-методом в потоке водорода и хлористого водорода, из газовой фазы у .

Однако перечисленные способы позволяют получать слои теллурида цинк нечувствительными к свету и поликристаллическими. Для получения монокристаллических слоев необходима дополнительная рекристаллизация, а для их очувствления - дополнительный отжиг в парах цинка или в жидком цинке и легирование осажденного слоя элементами 111, VII групп.

Известен способ осаждения слоев теллурида цинка из раствора-расплава методом жидкостной эпитаксии в закрытой откачанной качающейся ампуле, включающий загрузку в ампулу подложки и вещества, из расплава которого производят осаждение, откачку и отпайку ампулы, нагрев ее до температуры растворения и выдержку при постоянной температуре, последующую эпитаксию в процессе понижения температуры с определенной скоростью, слив раствора с подложки и освобождение подложки со слоем от остатков растворителя 2j . Способ позволяет получать слои телл рида цинка из раствора в расплаве металлов висмута и цинка.

Применение расплава цинка в качестве растворителя позволяет получить более чистые и совершенные по структуре слои теллурида цинка, так как цинк является одним из составляющих материалов ZnTe и способен насыщать вакансии 1ц в раст щем слое, кроме того, он обладает эффектом экстрагирования многих примбсей выращиваемых слоев.

Способ осаждения слоев теллурида цинка из раствора в расплаве цинка заключается в том, что смесь мелких кристалликов In Те и металлическог цинка в определенньЕ пропорциях помещают в один конец графитовой лодочки, а подложку - в другой ее конец. Лодочку помещают в кварцевую ампулу, которую откачивают и отпаивают. Систему нагревают до температуры 950-1050°С. При такой температуре в течение 1 ч проводят растворение теллурида цинка. Затем лодочку наклоняют и заливают подложку раствором-расплавом. Для осаждения слоя проводят охлаждение раствора со скоростью 0,5-3°С/мин до температуры 750 С. При такой температуре раствор-расплав сливают с подложки. Прилипший к поверхности выращенного слоя пТе металлический цинк отделяют испарением при более низкой температуре в запаянной ампуле после процесса выращивания.

Описанный способ обладает сложной технологией, так как процесс эпитаксии проводят при очень высоких температурах, что требует применения материалов и оборудования с высокой термической устойчивостью. Применение в способе высоких температур приводит к изменению физических свойств использованньЕ подложек.

Кроме того, процесс освобождения выращенного слоя ZhTe от остатка растворителя (металлического цинка) требует дополнительных технологических операций для его возгонки, что также сказьгоается как на свойствах подложки, так и на свойствах слоя.

Целью изобретения является получение фоточувствительных самолегированных монокристаллических слоев теллурида цинка и упрощение технологического процесса.

Это достигается тем, что слой осаждают в ампуле из раствора в расплаве соли - галогенида цинка и осажденный слой освобождают от растворителя промывкой в дистиллированной воде или спирте, причем температура раствора-расплава при осаждении 400-650°С.

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь мелких кристалликов InTe и соли Zn в пропорциях, определенных по кривой растворимости Zwle в Zn се , загружают в один конец стеклянной (пиренсовой) ампулы с перетяжкой посредине. В другой конец погружают подложку, например

монокристаллическую подложку Zn Se. Ампулу откачивают до 10 торр и запаивают.

Залив раствора на подложку осуществляют поворотом печи.

После охлаждения печи до комнатной температуры подложку с осажденн слоем ZnTe извлекают из ампулы и промывают дистиллированной водой или спиртом для удаления с поверхности выращенного слоя остатков растворителя ( Zn СЕ ).

Способ позволяет получить моно;кристаллические слои теллурида цинка толщиной до 20 мкм на монокриста лических подложках селенида цинка

с резкой границей раздела при низикх (до ) температурах эпитакс Остатки растворителя с поверхности осажденного слоя удаляют простой промывкой в воде или спирте, что освобождает как подложку, так и выращенный слой от дополнительной термической обработки и упрощает технологию.

Выращенные слои обладают выраженной фоточувствительностью (кратностью изменения сопротивления при освещенности 250 лк достигает значе |ия 10) в широком спектральном диапазоне 550-800 нм.

1. СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ СЛОЕВ ТЕЛЛУРИДА ЦИНКА'из раствора-расплава методом жидкостной эпитаксии в закрытой откачанной качающейся ампуле, включающий загрузку в ампулу подложки и вещества, 'из расплава которого производят осаждение, откачку и отпайку ампулы, нагрев ее до температуры растворения и вьщержку при постоянной температуре, последующую эпи- таксию в процессе понижения температуры с определенной скоростью, слив раствора с подложки и освобождение подложки со слоем от остатков раст-. ворителя, отличающийся тем, что, с целью получения •. фоточувствительных самолегированных монокристаллических слоев теллурида цинка и упрощения технологического процесса, слой осаждают в ампуле из раствора в расплаве соли - галогени- да цинка и осажденный слой освобождают от растворителя промывкой в дистиллированной воде или спирте.2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что температура раствора-расплава при осаждений 400- 65.0° С.(Лась 1CСП СПо се